復(fù)合材料機(jī)械連接性能研究及接頭設(shè)計(jì).pdf

1、復(fù)合材料因具有高比強(qiáng)、高比模及可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn),航空結(jié)構(gòu)中大量采用復(fù)合材料用于減輕結(jié)構(gòu)重量,這已成為衡量飛機(jī)先進(jìn)性的重要標(biāo)志之一。復(fù)合材料機(jī)械連接是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),同時(shí)也是影響復(fù)合材料應(yīng)用于主承力構(gòu)件的一個(gè)必須面對(duì)的問(wèn)題。由于復(fù)合材料的各向異性及脆性,其連接強(qiáng)度影響因素多,破壞模式復(fù)雜。探索能夠提高復(fù)合材料連接效率及強(qiáng)度的方法具有重要的工程意義及應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)復(fù)合材料機(jī)械連接的研究工作主要分為以下三部分:
　　第一

2、部分主要對(duì)復(fù)合材料單釘連接強(qiáng)度及破壞模式展開(kāi)了相關(guān)研究。首先通過(guò)試驗(yàn)獲得了復(fù)合材料機(jī)械連接的各種基本破壞模式并對(duì)其影響因素進(jìn)行了分析。其次基于復(fù)合材料損傷機(jī)理,利用ABAQUS有限元分析軟件建立了復(fù)合材料二維累積損傷模型驗(yàn)證分析了幾何尺寸、螺栓-孔配合間隙以及鋪層對(duì)單釘連接強(qiáng)度的影響。最后針對(duì)復(fù)合材料機(jī)械連接致使連接處纖維中斷,降低了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,本文通過(guò)試驗(yàn)及數(shù)值模擬方法對(duì)接頭局部增強(qiáng)方案進(jìn)行了研究,其損傷模型采用所編寫(xiě)的三維ABAQUS

3、/Explicti用戶材料子程序VUMAT,并在層合板與增強(qiáng)體之間采用內(nèi)聚力單元預(yù)測(cè)了分層失效。
　　第二部對(duì)復(fù)合材料多釘連接展開(kāi)了相關(guān)工作。首先針對(duì)復(fù)合材料多釘連接載荷分配不均勻的問(wèn)題,建立了基于復(fù)合材料三維等效工程彈性常數(shù)的多釘連接載荷分配有限元模型,經(jīng)與相關(guān)試驗(yàn)對(duì)比,驗(yàn)證了所建立的載荷分配模型具有很高地實(shí)用性和精確性。在所建立模式基礎(chǔ)上,分析了鋪層及釘數(shù)對(duì)釘載分配的影響,并對(duì)多釘連接載荷分配進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。進(jìn)一步對(duì)釘數(shù)及釘?shù)?/p>